]> git.ipfire.org Git - thirdparty/Python/cpython.git/commitdiff
bpo-46407: Optimizing some modulo operations (GH-30653)
authorCrowthebird <78076854+thatbirdguythatuknownot@users.noreply.github.com>
Fri, 28 Jan 2022 00:46:45 +0000 (08:46 +0800)
committerGitHub <noreply@github.com>
Fri, 28 Jan 2022 00:46:45 +0000 (18:46 -0600)
Added new internal functions to compute mod without also computing the quotient.

The loops can be leaner then, which leads to modestly but reliably faster execution in contexts that know they don't need the quotient.

Code by Jeremiah Vivian (Pascual).

Misc/ACKS
Misc/NEWS.d/next/Core and Builtins/2022-01-17-23-12-01.bpo-46407.2_5a7R.rst [new file with mode: 0644]
Objects/longobject.c

index cf023c9af927ab58aee662a257dc1dbda9ff34a2..6df339c3e145bf8e3ebffda1e4e4a8ca6c6bfc07 100644 (file)
--- a/Misc/ACKS
+++ b/Misc/ACKS
@@ -1860,6 +1860,7 @@ Kurt Vile
 Norman Vine
 Pauli Virtanen
 Frank Visser
+Jeremiah Vivian (Pascual)
 Johannes Vogel
 Michael Vogt
 Radu Voicilas
diff --git a/Misc/NEWS.d/next/Core and Builtins/2022-01-17-23-12-01.bpo-46407.2_5a7R.rst b/Misc/NEWS.d/next/Core and Builtins/2022-01-17-23-12-01.bpo-46407.2_5a7R.rst
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e7f555f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1 @@
+Optimize some modulo operations in ``Objects/longobject.c``. Patch by Jeremiah Vivian.
index 5f0cc579c2cca57fe7cc184a242a676857138e63..cc4ceec21aaca6657b00f2d7e2683f71d2f03f3f 100644 (file)
@@ -1670,6 +1670,35 @@ divrem1(PyLongObject *a, digit n, digit *prem)
     return long_normalize(z);
 }
 
+/* Remainder of long pin, w/ size digits, by non-zero digit n,
+   returning the remainder. pin points at the LSD. */
+
+static digit
+inplace_rem1(digit *pin, Py_ssize_t size, digit n)
+{
+    twodigits rem = 0;
+
+    assert(n > 0 && n <= PyLong_MASK);
+    while (--size >= 0)
+        rem = ((rem << PyLong_SHIFT) | pin[size]) % n;
+    return (digit)rem;
+}
+
+/* Get the remainder of an integer divided by a digit, returning
+   the remainder as the result of the function. The sign of a is
+   ignored; n should not be zero. */
+
+static PyLongObject *
+rem1(PyLongObject *a, digit n)
+{
+    const Py_ssize_t size = Py_ABS(Py_SIZE(a));
+
+    assert(n > 0 && n <= PyLong_MASK);
+    return (PyLongObject *)PyLong_FromLong(
+        (long)inplace_rem1(a->ob_digit, size, n)
+    );
+}
+
 /* Convert an integer to a base 10 string.  Returns a new non-shared
    string.  (Return value is non-shared so that callers can modify the
    returned value if necessary.) */
@@ -2689,6 +2718,47 @@ long_divrem(PyLongObject *a, PyLongObject *b,
     return 0;
 }
 
+/* Int remainder, top-level routine */
+
+static int
+long_rem(PyLongObject *a, PyLongObject *b, PyLongObject **prem)
+{
+    Py_ssize_t size_a = Py_ABS(Py_SIZE(a)), size_b = Py_ABS(Py_SIZE(b));
+
+    if (size_b == 0) {
+        PyErr_SetString(PyExc_ZeroDivisionError,
+                        "integer modulo by zero");
+        return -1;
+    }
+    if (size_a < size_b ||
+        (size_a == size_b &&
+         a->ob_digit[size_a-1] < b->ob_digit[size_b-1])) {
+        /* |a| < |b|. */
+        *prem = (PyLongObject *)long_long((PyObject *)a);
+        return -(*prem == NULL);
+    }
+    if (size_b == 1) {
+        *prem = rem1(a, b->ob_digit[0]);
+        if (*prem == NULL)
+            return -1;
+    }
+    else {
+        /* Slow path using divrem. */
+        x_divrem(a, b, prem);
+        if (*prem == NULL)
+            return -1;
+    }
+    /* Set the sign. */
+    if (Py_SIZE(a) < 0 && Py_SIZE(*prem) != 0) {
+        _PyLong_Negate(prem);
+        if (*prem == NULL) {
+            Py_CLEAR(*prem);
+            return -1;
+        }
+    }
+    return 0;
+}
+
 /* Unsigned int division with remainder -- the algorithm.  The arguments v1
    and w1 should satisfy 2 <= Py_ABS(Py_SIZE(w1)) <= Py_ABS(Py_SIZE(v1)). */
 
@@ -3814,6 +3884,37 @@ l_divmod(PyLongObject *v, PyLongObject *w,
     return 0;
 }
 
+/* Compute
+ *     *pmod = v % w
+ * pmod cannot be NULL. The caller owns a reference to pmod.
+ */
+static int
+l_mod(PyLongObject *v, PyLongObject *w, PyLongObject **pmod)
+{
+    PyLongObject *mod;
+
+    assert(pmod);
+    if (Py_ABS(Py_SIZE(v)) == 1 && Py_ABS(Py_SIZE(w)) == 1) {
+        /* Fast path for single-digit longs */
+        *pmod = (PyLongObject *)fast_mod(v, w);
+        return -(*pmod == NULL);
+    }
+    if (long_rem(v, w, &mod) < 0)
+        return -1;
+    if ((Py_SIZE(mod) < 0 && Py_SIZE(w) > 0) ||
+        (Py_SIZE(mod) > 0 && Py_SIZE(w) < 0)) {
+        PyLongObject *temp;
+        temp = (PyLongObject *) long_add(mod, w);
+        Py_DECREF(mod);
+        mod = temp;
+        if (mod == NULL)
+            return -1;
+    }
+    *pmod = mod;
+
+    return 0;
+}
+
 static PyObject *
 long_div(PyObject *a, PyObject *b)
 {
@@ -4100,11 +4201,7 @@ long_mod(PyObject *a, PyObject *b)
 
     CHECK_BINOP(a, b);
 
-    if (Py_ABS(Py_SIZE(a)) == 1 && Py_ABS(Py_SIZE(b)) == 1) {
-        return fast_mod((PyLongObject*)a, (PyLongObject*)b);
-    }
-
-    if (l_divmod((PyLongObject*)a, (PyLongObject*)b, NULL, &mod) < 0)
+    if (l_mod((PyLongObject*)a, (PyLongObject*)b, &mod) < 0)
         mod = NULL;
     return (PyObject *)mod;
 }
@@ -4333,10 +4430,10 @@ long_pow(PyObject *v, PyObject *w, PyObject *x)
               while the "large exponent" case multiplies directly by base 31
               times.  It can be unboundedly faster to multiply by
               base % modulus instead.
-           We could _always_ do this reduction, but l_divmod() isn't cheap,
+           We could _always_ do this reduction, but l_mod() isn't cheap,
            so we only do it when it buys something. */
         if (Py_SIZE(a) < 0 || Py_SIZE(a) > Py_SIZE(c)) {
-            if (l_divmod(a, c, NULL, &temp) < 0)
+            if (l_mod(a, c, &temp) < 0)
                 goto Error;
             Py_DECREF(a);
             a = temp;
@@ -4357,7 +4454,7 @@ long_pow(PyObject *v, PyObject *w, PyObject *x)
 #define REDUCE(X)                                       \
     do {                                                \
         if (c != NULL) {                                \
-            if (l_divmod(X, c, NULL, &temp) < 0)        \
+            if (l_mod(X, c, &temp) < 0)                 \
                 goto Error;                             \
             Py_XDECREF(X);                              \
             X = temp;                                   \
@@ -5022,7 +5119,7 @@ _PyLong_GCD(PyObject *aarg, PyObject *barg)
 
         if (k == 0) {
             /* no progress; do a Euclidean step */
-            if (l_divmod(a, b, NULL, &r) < 0)
+            if (l_mod(a, b, &r) < 0)
                 goto error;
             Py_DECREF(a);
             a = b;